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热塑性小麦淀粉薄膜在组织工程中的应用:增强的理化特性与卓越细胞亲和性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月05日 来源:Journal of Applied Polymer Science 2.8
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研究人员首次采用甘油和D-山梨醇复合增塑体系开发小麦淀粉基热塑性淀粉(TPS)薄膜,通过调控增塑剂配比显著改善材料性能。当总增塑剂含量达60%(甘油40%/D-山梨醇20%)时,薄膜展现最佳生物相容性,可促进正常人真皮成纤维细胞(n-HDFs)的粘附、增殖和迁移,为创面修复和组织工程提供新型生物材料选择。
这项突破性研究开创性地将小麦淀粉基热塑性淀粉(Thermoplastic Starch, TPS)薄膜引入生物医学领域。科研团队巧妙采用甘油(glycerol)与D-山梨醇(D-sorbitol)双增塑体系,如同给淀粉分子装上"活动关节",通过精密调控两者比例实现材料性能的定向优化。
当甘油含量提升时,薄膜表面会形成独特的"丘陵地貌"——接触角测试显示亲水性显著增强,X射线衍射证实结晶度降低,原子力显微镜观察到因增塑剂迁移产生的粗糙表面结构。不过这种"软化改造"需要付出代价:力学性能会出现明显下滑。此时D-山梨醇就像"分子骨架",能有效抵消甘油带来的强度损失,在相同总增塑剂含量下使弹性模量提升达30%。
在细胞培养实验中,含60%增塑剂(甘油40%+D-山梨醇20%)的TPS薄膜展现出令人惊喜的"细胞友好"特性。正常人真皮成纤维细胞(normal human dermal fibroblasts, n-HDFs)在这些材料表面不仅安家落户,还能欢快地增殖迁移,形成致密的细胞网络。这种兼具力学性能和生物活性的特性,使该材料成为组织工程支架和创面敷料的理想候选,为再生医学提供了新的"绿色"解决方案。
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